Автоматизация станков для индивидуального и мелкосерийного производства

Категория:
Токарные автоматы и полуавтоматы


Автоматизация станков для индивидуального и мелкосерийного производства

Направление развития обработки металлов резанием за последнее десятилетие определялось двумя основными факторами: резким повышением скоростей резания и прогрессивной автоматизацией технологических процессов.

Если повышение скоростей резания наблюдалось во всех отраслях машиностроения, то в области автоматизации наметился разрыв между отраслями промышленности с массовым и крупносерийным производством и отраслями промышленности с мелкосерийным и индивидуальным производством. В первых автоматические линии стали обычным производственным оборудованием и наметился переход к комплексной автоматизации производственных процессов, к созданию автоматизированных участков, цехов и заводов, во вторых производственные процессы протекают на универсальном оборудовании.

Применение универсального неавтоматизированного оборудования ограничивает возможности повышения производительности труда в указанных отраслях производства, так как повышение скоростей резания привело к значительному сокращению машинного времени и его дальнейшее сокращение не дает сколь-нибудь заметного уменьшения штучного времени. Очевидно, что при этих условиях повышения производительности труда можно достигнуть при сокращении вспомогательного времени, при автоматизации отдельных элементов цикла обработки на станке и всего цикла в целом.

Однако использование обычных методов, применяемых для автоматизации станков в условиях массового и крупносерийного производства в этом случае не представляется возможным, так как использование этих методов связано с длительной наладкой станка, нерентабельной при обработке малых партий и тем более отдельных деталей.

В этих условиях оказалось необходимым изыскание новых методов автоматизации, обеспечивающих быструю переналадку станка при переходе от обработки одного вида деталей к другому. В настоящее время наметились пути решения этой задачи на основе применения копировальных устройств, программного управления и вычислительных систем для автоматизации станков, используемых в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Если до последнего времени копировальные устройства в основном применялись для обработки фасонных поверхностей, то в настоящее время они начинают широко использоваться для выполнения обычных работ. Наибольшее применение получили копировальные устройства на токарных станках для обработки различных ступенчатых поверхностей.

Чрезвычайно широкое распространение в зарубежной технике получили гидравлические копировальные супорты, которые устанавливаются на наличных токарных станках и тем самым обеспечивают автоматизацию действующего парка станков.

Гидрокопировальные супорты, выпускаемые большим числом фирм, позволяют вести обработку как по шаблону, так и по первой образцовой детали, изготовленной обычными методами. Последнее делает рентабельным применение копировального супорта даже при изготовлении очень небольших партий деталей, так как токарь, обработав первую деталь обычными методами, использует ее в качестве шаблона при автоматической обточке всех остальных деталей.

Наряду с гидрокопировальными супортами для обычных токарных станков появилось много различных конструкций копировально-токарных станков и полуавтоматов.

Гидрокопировальные устройства начинают также применяться на карусельных, поперечно-строгальных, продольно-строгальных и других станках.

Однако использование копировальных устройств позволяет решить задачи автоматизации обработки далеко не на всех станках. Вместе с тем копировальные устройства не обеспечивают автоматизации обработки в условиях индивидуального производства.

Значительное применение в последнее время находит также программное управление.

Под программной понимается такая система управления, когда необходимая последовательность, скорость и величина перемещений рабочих органов станка устанавливаются с помощью переключателей или аналогичных устройств на панели управления, или фиксируются заранее на бумажной, магнитной, киноленте или другим способом, а затем вводятся в командоаппарат, который обеспечивает выполнение станком зафиксированной программы работы.

Наряду с полным программированием, обеспечивающим автоматизацию всего цикла работы станка, возможно также частичное программирование, обеспечивающее автоматизацию только отдельных элементов цикла.

Наибольшее применение частичное программирование находит для автоматизации переключения скоростей и подачи и для перемещения по заданным координатам.

Программирование переключения скоростей и подач используется нд тех станках, где указанное переключение повторяется многократно в течение цикла, в первую очередь на револьверных и радиально-сверлильных станках.

Программирование переключения скоростей и подач не только приводит к сокращению времени, затрачиваемого на управление, но и обеспечивает выполнение всех операций при скоростях и подачах, намеченных при разработке технологического процесса.

Значительное применение находит совмещение частичного программирования,, которым задаются последовательность работы, скорости и подачи, с упорами, ограничивающими пределы хода рабочих органов. Такая система используется на фрезерных, зуборезных, карусельных станках.

Системы программного управления используются также совместно с копировальными устройствами. По этой системе построен, в частности, ряд гидрокопировальных токарных полуавтоматов, где работа станка при предварительных проходах регулируется программным управлением, а последний проход осуществляется по копиру.

Переходя к программному управлению с предварительной фиксацией программы на перфорированной или магнитной ленте, или другим способом, следует указать на опыт применения магнитной ленты для программного управления токарным, фрезерным, алмазно-расточным станками.

Программа управления записывается либо в процессе изготовления первой детали при ручном управлении, либо при обходе контура шаблона ручным перемещением рабочих органов.

Система записи программы на магнитную ленту при ручном управлении не нашла распространения, так как она обладает рядом недостатков по сравнению с вычислительной системой программного управления.

При использовании вычислительной системы программу движений рабочих органов задают, фиксируя на ленте того или иного типа, или другим способом, размеры обрабатываемой детали.

Можно указать на два основных метода применения вычислительных устройств для управления станками. В первом случае вычислительное устройство непосредственно связано со станком и сообщает станку все необходимые команды, во втором — вычислительное устройство совершенно независимо от станка и используется для записи программы движений на магнитную ленту.

Во втором случае со станком связан командоаппарат. При пропускании магнитной ленты через командоаппарат последний воспроизводит все команды, записанные на магнитной ленте, и передает их станку.

Существенным недостатком систем первого типа является использование вычислительного устройства для обслуживания только одного станка, в то время, как скорость работы вычислительного устройства значительно выше скорости работы станка и оно с успехом может обслужить ряд станков. Практически такая возможность создается при работе по второй системе.

Вместе с тем, при использовании вычислительного устройства для обслуживания одного станка, во избежание чрезмерно больших первоначальных затрат, обходятся вычислительными устройствами сравнительно простой конструкции. Вследствие этого часто возрастает объем предварительных расчетов при составлении программы, так как при этом приходится вычислять координаты точек профиля или траектории центра инструмента с небольшим интервалом.

При обслуживании одним вычислительным устройством ряда станков последнее может быть выполнено более сложным. Такое устройство способно само вычислять координаты промежуточных точек профиля на основе заданных координат конечных точек участков профиля и его уравнения. Таким образом, работа по составлению программы сводится к минимуму.

Вычислительная система второго типа, вследствие существенных преимуществ, находит большее распространение в промышленных установках, особенно в станках, предназначенных для обработки пространственносложных поверхностей.

В ряде случаев перед вычислительной системой не ставится задача управления перемещением рабочих органов станка в процессе получения фасонной поверхности, и ее функции сводятся к ограничению величины линейных перемещений рабочих органов. Это, например, имеет место при обработке ступенчатых валиков на токарном станке, различных деталей на револьверном станке и т. п. Вычислительное устройство получается значительно более простым и его во многих случаях непосредственно связывают со станком.

Следует отметить,, что в последнем случае и составление программы также оказывается весьма несложным.

Система программного управления с вычислительными устройствами создает широкие перспективы автоматизации производственных процессов в условиях индивидуального и мелкосерийного производства.

Действительно, составление программы занимает в этом случае так мало времени, что автоматизация обработки оказывается целесообразной даже при изготовлении одиночных деталей сравнительно простой конфигурации. При изготовлении же сложных деталей эта система обеспечивает повышение производительности труда в несколько десятков раз.

Система обеспечивает высокую точность обработки и позволяет получать поверхности, подчиняющиеся определенной математической закономерности.

Следует отметить, что в процессе воспроизведения программа не изнашивается и точность обработки не уменьшается. Таким образом, в случае повторяемости выпуска деталей однажды записанная программа может использоваться в течение длительного периода времени. Вместе с тем для хранения программ требуется весьма небольшое помещение.

Следует отметить, что применение программного управления с вычислительными устройствами не только должно сыграть боль-

Шую роль в автоматизации процессов обработки металлов резанием. Подобная система окажет большое влияние на внедрение методов массового производства в серийное, так как резкое сокращение времени изготовления штампов, прессформ, форм для литья под давлением и т. п. даст возможность внедрить перечисленные высокопроизводительные методы в серийное производство.

Сокращение времени на изготовление оснастки сделает производство более гибким, обеспечит его более быструю перестройку при переходе от одного типа выпускаемой продукции к другому.

Наконец, применение указанной системы должно сыграть большую роль в развитии самолето- и турбостроения и ряда других отраслей промышленности, где существенную роль играют детали пространственносложной формы. Программное управление обеспечит точное профилирование этих поверхностей в соответствии с заданным математическим законом и создаст возможность экономичного и быстрого изготовления различных экспериментальных вариантов конструкции указанных деталей.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум